[发明专利]用于生产异丙苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产异丙苯的方法。

背景技术

异丙苯是生产苯酚、丙酮和α-甲基苯乙烯的重要中间体原料。目前世界上90％以上的苯酚是采用异丙苯法生产。工业上生产异丙苯的传统方法有美国环球油品公司(UOP)的固体磷酸法(SPA法)和Monsanto/Lummus Crest公司的改进AlCl₃法。SPA操作条件苛刻，杂质多，不能通过反烃化来提高异丙苯的产率。而AlCl₃法虽然有较缓和的反应条件，并能通过反烃化提高异丙苯的产率，但该催化剂腐蚀性强、污染重并且后处理繁杂。

分子筛液相烃化法由于反应条件缓和、转化率高、选择性好、杂质少、无污染、无腐蚀，主要副产物多异丙苯可经由反烃化转变为异丙苯，使异丙苯产率高达99％以上，是近年来各大工业集团公司所普遍关注，并竞相开发研究的一项技术先进、对环境保护有重要意义的“清洁工艺”技术。

目前已经大规模工业化的异丙苯分子筛催化剂有UOP公司的Y型分子筛、EniChem公司的β分子筛、Mobil公司的MCM-22分子筛。

文献CN1113649提供了一种对沸石催化剂进行部分脱铝的水蒸汽处理方法。文献CN1125641提供了一种制备高活性、高选择性的异丙苯沸石催化剂的方法，主要用于鼓泡床反应。CN1227770则采用无机酸处理β沸石制备烷基化催化剂。所有上述方法的共同缺点是生产的异丙苯催化剂的单异丙苯选择性低，难于工业应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在苯和丙烯液相烷基化反应中，单异丙苯选择性低的问题，提供一种新的用于生产异丙苯的方法。该方法具有单异丙苯选择性高的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种用于生产异丙苯的方法，以丙烯和苯为反应原料，在反应温度为100～170℃，反应压力为1.5～2.8MPa，苯/丙烯摩尔比为2～5，丙烯重量空速为0.2～8.0小时^-1条件下反应原料与催化剂接触液相合成异丙苯，所用的催化剂以重量份数计包括以下组份：

a)50～80份的选自Y、β或MCM-22分子筛中的至少一种分子筛；

b)20～50份的无机氧化物；

其中催化剂用苯和异丙苯的混合液改性处理，处理温度为110～160℃，处理压力为2.0～2.8MPa，处理时间为2～200小时，混合液重量空速为2～20小时^-1；所述苯和异丙苯的混合液中，苯和异丙苯的重量比为15～80。

上述技术方案中，反应温度优选范围为120～160℃，反应压力优选范围为1.5～2.5MPa，苯/烯烃摩尔比优选范围为2～4，丙烯重量空速优选范围为0.3～6.0小时^-1。处理温度优选范围为120～155℃，更优选范围为135～150℃。处理压力优选范围为2.0～2.6MPa，更优选范围为2.2～2.5MPa。处理时间优选范围为15～150小时，更优选范围为30～120小时。混合液重量空速优选范围为3～18小时^-1，更优选范围为5～15小时^-1。所述苯和异丙苯的混合液中，苯和异丙苯的重量比优选范围为17～60，更优选范围为19～49。以重量份数计分子筛的用量优选范围为50～75份，无机氧化物的用量优选范围为50～25份。所述分子筛优选方案为选自β分子筛。所述无机氧化物优选方案为选自氧化铝、氧化钛、氧化锌或氧化锆中的至少一种。

本发明方法中的催化剂可按如下方法制备：将选自Y、β或MCM-22分子筛中的至少一种分子筛用铵盐交换，使其中的碱金属离子的含量在0.01％(重量)以下。将处理好的分子筛与无机氧化物混合，加入稀硝酸溶液捏合、挤条成型，烘干后切粒，然后在580℃焙烧4小时得半成品催化剂。将上述半成品催化剂在110～160℃、2.0～2.8MPa用苯和异丙苯的混合物处理2～200小时，混合液重量空速为3～20小时^-1；然后降温至常温，用氮气吹扫至尾气检不出有机物即可得到成品催化剂。

本发明方法通过在模拟反应条件下对分子筛进行改性处理，使催化剂中的高活性位被有效钝化从而有力地改善了异丙苯催化剂的单异丙苯选择性。使用本发明方法，在温度150℃，压力2.5MPa，苯/丙烯摩尔比3.0，丙烯重量空速1.5小时^-1条件下反应，单异丙苯选择性为92.8％，比未经处理的催化剂提高了5.8％，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。